Рубрика «термоядерный реактор»

Продолжение. начало в первой части.

image
Российские шинопроводы и корейские преобразователи (слева) в здании магнитных конверторов.

Производство

2020 год отметился передачей с производства на монтаж сразу нескольких важнейших компонентов международного токамака. Речь идет про первый сектор вакуумной камеры, сразу несколько магнитов тороидального поля, первую катушку полоидального поля, основание криостата и множество более мелких, но от этого не менее важных элементов.
Читать полностью »

Прошедший год, безусловно, сильно выделяется силе слома привычного течения вещей и по количеству внезапно возникших проблем. Особенно сильно эти проблемы могли бы проявиться для большого индустриального проекта, раскинутого на 35 стран и зависящего от государственного финансирования. Тем не менее, можно сказать, что ИТЭР прошел пандемические ограничения и трудности с честью.

image

Строительство, монтаж, производство, координация и связь участников из разных стран — все это быстро перестраивалось по мере изменения обстановки, и в итоге прогресс проекта в 2020 году вышел весьма впечатляющим. Везло проекту и с финансированием, так, главные отстающие — США, в 2020 финансовом нарастили вливания в проект даже выше своих прямых обязательств, покрывая накопленные за предыдущие годы долги. Все это привело к впечатляющему техническому прогрессу, в который мы и окунемся.
Читать полностью »

Если объяснять на пальцах, термоядерный реактор — это когда в магнитном поле удерживают плазму с температурой в 150 раз выше, чем на Солнце, а в трех метрах от нее находится охлаждающий контур гигантских катушек с температурой почти абсолютный ноль по Кельвину. По факту получаем самую горячую и самую холодную точки в галактике под одним колпаком. В реакторе два изотопа водорода «сплавляются» в гелий, высвобождая нейтрон, обладающий огромной энергией. По сути, это Солнце на Земле.

Когда будет термояд: 500-мегаваттный проект ITER глазами участника - 1

ITER — международный проект по созданию опытного реактора мощностью 500 МВт, который официально перешел из стадии строительства на стадию сборки.

Виталий Красильников — наш рассказчик, работает на проекте уже семь лет.
Читать полностью »

Добро пожаловать на брифинг по готовности ИТЭР к первой плазме! Напомню, что у нас есть справочная информация по проекту. Могу отметить, что у нас сегодня хорошие новости — конгресс США принял бюджет на 2020 финансовый год с резко увеличенным финансированием американской части ИТЭР — 257 млн долларов. После нескольких лет недофинансирования это отличная новость! В целом, к концу 2019 мы можем констатировать выполнение уже более 65% плана работ до первой плазмы. Но впереди — самая сложная треть.

image
Площадка ИТЭР в октябре 2019 года. Обратите внимание на белое колечко на заднем плане возле серого здания. Это 30 метровая (в диаметре) секция криостата — вакуумного сосуда, в котором будет находится реактор ИТЭР.

  • Итак, для запуска ИТЭР нам понадобится:
  • Специализированные здания комплекса ИТЭР
  • Электроэнергия, вода, воздух и прочие инфраструктурные штуки
  • Система отвода тепла
  • Система снабжения криогенными жидкостями
  • Подсистема электропитания сверхпроводящих магнитов, коммутирующая матрица и аварийные резисторы для сброса магнитной энергии
  • Вакуумная и топливная система токамака
  • Криостат и тепловые криоэкраны
  • Готовые сверхпроводящие магниты — всего 43 штуки
  • Вакуумная камера, в которой будет гореть плазма
  • Система измерения параметров плазмы, рабочих параметров оборудования, управления и визуализации — тысячи датчиков и исполнительных устройств и сотни стоек по всему комплексу
  • И самое главное — собрать это все вместе, смонтировать, наладить и запустить. На это у нас есть ровно 6 лет.

Теперь посмотрим на эти пункты в деталях
Читать полностью »

ВМФ США хочет запатентовать компактный термоядерный реактор - 1

Инженер авиационного дивизиона Военно-морского военного центра США по имени Сальваторе Сезар Паис подал заявку на патент компактного термоядерного реактора. Заявка № 20190295733 подана 22 марта 2018 года и опубликована в открытом доступе 26 сентября 2019 года.

Среди крупных американских корпораций принято подавать максимальное количество патентных заявок на любые возможные (и невозможные) изобретения, чтобы обезопасить свою деятельность от патентных претензий. Славится этим и ВМФ США, которая ранее запатентовала ряд совершенно невероятных устройств, которые в случае своего воплощения совершенно изменят человечество (хотя это точно случится не при нашей жизни). Нынешний патент — из того же разряда, считают эксперты из военно-технического издания The War Zone, которые следят за патентной активностью американского ВПК.
Читать полностью »

Проект

Прошедший год для Международного Экспериментального Термоядерного Реактора ИТЭР (о проекте) стал, для внешнего наблюдателя, наверное, одним из самых спокойных за все годы строительства (с 2009 года). Для меня же лично этот год был отмечен посещением площадки ИТЭР в сентябре 2018 года, поэтому этот ежегодный отчет будет разбавлен личными впечатлениями и фотографиями.

image

Три года назад у проекта официально сменился директор — им стал энергичный француз Бернар Биго. Осознавая сложное положение, в котором ИТЭР находился в момент начала его правления (нарастающее колоссальное отставание графика и перерасходы ставили вопрос о закрытии), Биго предпринял несколько важных управленческих решений, в том числе — создание “всеобъемлющего плана сооружения”. Как известно, графики такого масштаба точно соблюдаются только в момент создания/обновления, и за 2 прошедших года можно констатировать, что 100% следования даже новому графику нет. Однако, ситуация явно лучше, чем было в период 2009-2015 годов, и отставание на сегодня составляет 6-9 месяцев, тем более, что появляются варианты “уплотнения” планов сборки реактора. Величина в пределах года не слишком критична для такого проекта, вопрос в основном — что будет с динамикой отставания дальше?
Читать полностью »

Крупнейший в мире токамак JET после 18 месяцев подготовки и ремонта восстанавливает работу с целью начать в следующем году запуски с дейтерий-тритиевой плазмой, т.е. реальные термоядерные запуски. Подобные эксперименты не проводились на токамаках с середины 90х годов и пришло время накопившиеся новые идеи проверить экспериментально.

image
Композиционное изображение вакуумной камеры токамака JET (диаметром около 8 метров) и плазмы во время экспериментов.

Именно здесь, на JET в 1997 году был поставлен рекорд мощности термоядерной реакции для магнитных ловушек — 16 мегаватт в течении примерно 100 миллисекунд. Длительность тогда, впрочем, ограничивалась длительностью работы системы инжекции нейтралов, отвечающей за внешний нагрев плазмы. Сегодня эти ограничения гораздо мягче, поэтому есть планы продержать 16-мегаваттное горение в течении ~5 секунд. Опять же, дольше нельзя, т.к. есть определенный лимит на общее облучение конструкции вакуумной камеры термоядерными нейтронами.
Читать полностью »

Курчатовский институт готовится к пуску гибридного токамака Т-15МД - 1
Монтаж центрального соленоида Т-15, 80-е годы

В научно-исследовательского центре «Курчатовский институт» разобрали старый исследовательский реактор Т-15 в здании института — и теперь на его фундаменте строят новую гибридную установку.

«Гибридный токамак сейчас называется Т-15МД. Это большая установка, в конце года мы её должны собрать на месте старой Т-15 в этом здании [Курчатовского института]. Ту [старую установку] мы разобрали, строим новую на её фундаменте», — сказал научный руководитель Курчатовского комплекса термоядерной энергетики и плазменных технологий Петр Хвостенко.

Новый реактор соберут к концу 2018 года, физический пуск запланирован на 2020 год. На нём будут отрабатывать технологии, «которые необходимы для термоядерного источника нейтронов именно для гибридного реактора».
Читать полностью »

Год назад я критиковал термоядерный синтез как источник энергии в статье "Термоядерные реакторы: не такие, какие должны были быть". Статья вызвала большой интерес, и меня попросили написать продолжение, чтобы продолжить обсуждение темы с читателями журнала Bulletin. Но сначала, небольшое резюме для тех, кто только что к нам присоединился.

Я физик, исследователь, 25 лет работавший над экспериментами с ядерным синтезом в Лаборатории физики плазмы в Принстоне, Нью-Джерси. Меня интересовали исследования в области физики плазмы и производстве нейтронов, связанном с исследованиями и разработкой ядерной энергии. Теперь я на пенсии, и могу взглянуть на всю эту область бесстрастно, и мне кажется, что коммерческий термоядерный реактор привнесёт больше проблем, чем сможет решить.

Поэтому я чувствую, что должен развеять всякие сенсации, появившиеся вокруг темы термоядерной энергии, которую часто называют «идеальным» источником энергии, и представляют, как волшебное решение мировых энергетических проблем. В прошлогодней статье доказывалось, что все постоянно рекламируемые возможности этой идеальной энергии (обычно это «нескончаемая, дешёвая, чистая, безопасная, свободная от радиации») разбиваются о жестокую реальность, и что термоядерный реактор на самом деле приближается к противоположности идеи об идеальном источнике энергии. Но в той статье в основном обсуждались недостатки концептуальных термоядерных реакторов, и сторонники этой идеи продолжают настаивать на том, что эти недочёты когда-нибудь как-нибудь будут исправлены.
Читать полностью »

MIT обещает запустить небольшую термоядерную электростанцию за 15 лет - 1
Визуализация термоядерного реактора SPARC. У него мощность 20% от ИТЭР, а размер в 65 раз меньше. Иллюстрация: Ken Filar/MIT

Управляемый термоядерный синтез — настоящая чаша святого Грааля для энергетики. Если физики научатся удерживать плазму в магнитной ловушке и тратить на магниты меньше энергии, чем выделяется в результате реакции, то человечество получит практически неисчерпаемый источник чистой энергии, а об ископаемом топливе из углеводородов и урана можно будет забыть как о страшном сне (тем более что их запасов надолго не хватит).

Сейчас человечество потребляет 22,4 ТВт·ч электроэнергии ежегодно (в среднем по миру 3052 кВт·ч на человека, в России — 6588 кВт·ч, в США — 12833 кВт·ч, на Гаити — 40 кВт·ч на человека). Потребление растёт с каждым годом, а ископаемые источники рано или поздно закончатся (того же урана осталось примерно на 50 лет).

Поэтому уже сейчас необходимо готовиться к окончанию эпохи использования ископаемых типов горючего — и рассматривать альтернативные варианты. Это могут быть реакторы на тории, плутониевые бридеры на быстрых нейтронах, солнечные батареи (для удовлетворения потребностей человечества достаточно собирать 0,5% солнечной энергии, падающей на Землю) и проч. Но ядерный синтез — это кардинальное решение проблемы, потому что он потенциально представляет собой неистощимый источник энергии для развития Вселенной вообще. Ядерный синтез обеспечит не только текущие энергетические потребности человечества (22,4 ТВт·ч электричества в год), но даст гораздо больше энергии. Нам придётся думать, куда её потратить.
Читать полностью »


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js